[发明专利]斜面上凸起特征映射为制造特征体积的映射方法

说明书

技术领域

本发明涉及三维工序间模型创建方法，尤其涉及三维机加工艺设计过程中，斜面上凸起特征转化为制造特征体积的映射方法。

背景技术

在全三维模型的工艺规划系统中，快捷地获取形成零件上加工特征而切除的材料体积能够方便于创建工序间模型以及更方便显示工艺信息，提高机加工零件工艺规划的效率。

凸起特征和凹陷特征是加工零件中最为常见的特征类型。在工艺规划过程中，凹陷特征与加工工艺信息紧密相连，能够快捷的获取加工过程中去除的材料体积，方便于工艺规划，然而，凸起特征却不能快速获取形成该特征所去除的材料体积，阻碍了工艺规划的效率。凸起特征在机加工零件中是一种常见的加工特征，它不仅能够降低表面粗糙度，保证连接的紧密性，而且能够增加结构强度和刚度。针对平面上的凸起特征，可以通过偏移平面至凸起特征的上表面可以获取相应的去除体积，然而利用偏移平面的方法却不能获取倾斜面上凸起特征所对应的去除材料体积，因此，迫切需要一种能将斜面上凸起特征转化为去除材料体积的转换策略。

加工形成斜面上的凸起特征所去除的材料体积几乎都是不规则的形状特征，在基于商业化的三维CAD软件进行创建该特征所对应的去除体积，不仅难以实现而且工作量大，由于机加工零件上存在斜面上凸起特征而大大降低了该零件工艺规划的效率。针对将加工零件上存在的斜面上凸起特征映射为所去除的材料体积的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明涉及机加工零件的三维工序间模型创建，主要是解决斜面上凸起特征映射为制造特征体的问题，而提出一种能够基于几何推理方法将斜面上凸起特征映射相应制造特征体的映射方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

本发明所面向的是机加工零件上包含的倾斜平面上的凸起特征，将斜面上凸起特征映射相应制造特征体的映射方法，其具体步骤如下：

步骤1，基于交互式方式获取斜面上凸起特征的面组及其相邻面；

步骤2，判断斜面上的凸起特征类型是为单体积凸起特征还是多体积凸起特征；

步骤3，对应该特征具体类型的映射方法，映射相应的制造特征体。

所述的倾斜平面上凸起特征的分类，是根据加工倾斜平面所去除的材料体积是否能够包含凸起特征的体积，将该特征分为单体积凸起特征以及多体积凸起特征；所述的单体积凸起特征对应一个制造特征体，多体积凸起特征对应多个凸起特征；所述不同的倾斜平面上凸起特征类型对应于不同的映射方法；

所述的单体积凸起特征与多体积特征的判断方法如下：

(1)根据倾斜面相邻面的拓扑关系，将该特征分为两种类型进行分析：含有两组平行相邻面以及含有一组平行相邻面；

(2)针对含有一组平行相邻面的处理方法：首先，获取凸起特征上的所有点，以及与倾斜面不垂直的两相邻面及其法向量，两相邻面作为投影面，然后沿各投影平面法向量的逆向方向将所有点投影于获取的两相邻面，最后，若投影面内有投影点，则说明该斜面上的凸起特征为多体积凸起特征，否则为单体积凸起特征。

(3)针对含有两组平行相邻面的处理方法：首先，获取凸起特征上的所有点集，以及与倾斜面夹角最大的相邻面及其法向量，然后，计算与倾斜面夹角最小的相邻面及其相交边，通过相交边作一个虚拟平面并垂直于相邻面，获取该虚拟平面的法向量，随后，将获取的所有点投影于获取的相邻面及其虚拟平面，并沿各投影平面法向量的逆向方向，最后，若投影面内有投影点，则说明该斜面上的凸起特征为多体积凸起特征，否则为单体积凸起特征。

所述的各类型的映射方法，面向多体积凸起特征映射方法的策略为将其转换为单体积凸起特征。其各类型的具体实施步骤如下：

(1)单体积凸起特征的映射方法

步骤1，获取倾斜平面的相邻面，若只存在一对相互平行的相邻面，则延展各相邻面并在空间中相交，并结合倾斜平面所形成的最小体积就是该特征所对应的制造特征体。

步骤2，获取倾斜平面的相邻面，若存在两对相互平行的相邻面，获取与倾斜平面夹角较小的相邻面及其相交边，通过相交边作以虚拟平面并与该相邻平面垂直，然后延展其余相邻面并在空间中相交，结合倾斜平面所形成的体积就是该特征所对应的制造特征体。

(2)多体积凸起特征的映射方法，获取倾斜平面的相邻面，判断相邻面的拓扑关系；